Por que há uma configuração ISO ao fotografar em bruto?

Os arquivos brutos devem conter principalmente dados não processados ​​do sensor. Qual é o sentido de ter uma configuração ISO se ela não afeta a quantidade de fótons contados, mas apenas fornece amplificação? Não foi possível fazer tudo melhor na câmera no pós-processamento?

Em outras palavras, por que não manter o ISO em 100 e ajustar a exposição mais tarde (além das visualizações na câmera)?

Atualização: as três respostas dadas até o momento são complementares entre si, assim como a pergunta dada pelo mattdm. Isso significa que tenho dificuldade em selecionar a resposta correta ... Ficarei feliz em ter um resumo. Eu farei isso em alguns dias se ninguém intensificar.

O que ainda não está claro para mim é o ISO em um CCD vs CMOS. Acho que é uma pergunta diferente.

A função ISO na maioria das câmeras digitais amplifica o sinal analógico antes da leitura e digitalização, que por si só é uma fonte de ruído. Se você aplicar a correção digitalmente, amplifica o ruído de leitura / quantização e o sinal.

Aumentar o ISO na câmera para compensar a falta de luz reduz o ruído geral visto na imagem.

Aqui está um exemplo muito usado comparando amplificação analógica versus correção digital:

http://www.mattgrum.com/ISOcomparison/ISO_100_vs_ISO_1600.jpg

Aumentar o ganho no sensor não é o mesmo que iluminar uma imagem escura no seu aplicativo de processamento de imagens.

Você não pode restaurar na resolução de pós-processamento que não foi capturada.

Suponha que a imagem escura use apenas quatro bits para cada cor: os valores estão no intervalo de 0 a 15 para vermelho, verde e azul. Então, é efetivamente uma imagem de 12 bits, com apenas 4 bits para cada canal de cor.

Nenhuma manipulação de imagem pode corrigir isso.

O que não quer dizer que a aplicação de ganho no sensor dê necessariamente uma resolução total à imagem: existe a questão do ruído. Mas, em qualquer caso, o resultado será diferente.

A "estrutura de ganho" do pipeline de processamento de sinal é importante. Isso é bem conhecido no áudio. Aumentar o ganho em um pré-amplificador de microfone não é o mesmo que aumentar o volume principal no PA, mesmo que o efeito no volume geral seja o mesmo.

"Raw" significa apenas que os dados do sensor não são submetidos a compressão com perdas como JPEG. Não tem relação direta com essas questões. Sem ganho adequado, os fótons não serão contados. O ganho é a sensibilidade à chegada dos fótons, por assim dizer.

É quase o mesmo que perguntar Por que há um filme com classificação ISO?

Não foi possível fazer tudo melhor na câmera no pós-processamento?

Bem, sim. Mas a abertura e a velocidade do obturador são formas de controle de exposição, assim como o ISO. Você perguntaria a mesma coisa sobre a profundidade de campo? Qual é o sentido de alterar a abertura ao fotografar em RAW, se eu posso melhorar / alterar digitalmente? Porque é sobre o controle do fotógrafo, realmente.

se isso não afeta a quantidade de fótons contados

O ISO realmente afeta a quantidade de fótons coletados para a exposição "correta". O ISO / obturador / abertura são compensados. Você aumenta um, outro cai.

Considere que você tem uma fonte de luz consistente e valores fixos de abertura / velocidade do obturador. Alterar o ISO não altera a quantidade de luz / fótons capturados. No entanto, a imagem resultante ficará super / subexposta.

Exemplo: ƒ / 5.6, velocidade do obturador 1/125, ISO 100

Se você aumentar o ISO, mas ainda assim desejar a mesma exposição, terá algo como:

ƒ / 5.6, 1/250, ISO 200 ou ƒ / 2.8, 1/125, ISO 200

Nos dois casos, você aumentou o ISO e diminuiu a quantidade de luz / fótons capturados.

Quando a luz atinge o sensor, ele ainda está capturando sinais analógicos. Depois que o sinal analógico sai da saída do sensor, ele passa por um amplificador. É aqui que entra o valor da ISO, é essencialmente o botão de volume do amplificador.

Depois disso, passa por um conversor analógico para digital. Em seguida, ele pode ser processado digitalmente, ajustado, compactado ou o que for, de acordo com as funções dos recursos da sua câmera. Antes de qualquer processo digital, ele está na forma de dados RAW.

por que não manter o ISO em 100 e ajustar a exposição mais tarde (além das visualizações na câmera)?

Como um ISO baixo aumenta o tempo do obturador (no modo automático) e você pode querer uma velocidade do obturador mais rápida para evitar trepidação / tremido ou qualquer outra coisa.

Excluído porque agora considero informações excessivas das quais não conheço o suficiente.

A resposta básica é porque ainda não processou. Ele passa pelo amplificador (que você controla com o botão de volume) primeiro. RAW é a imagem não processada.

Hmm, acho que ISO é o controle de quanto potencial elétrico você coloca através do sensor.

Pense nisso como a energia fotovoltaica (células solares), quando ela armazena um potencial elétrico em um capacitor ou bateria, eventualmente o potencial de resistência interrompe mais carga de construção, a menos que uma fonte de luz mais forte ilumine a energia fotovoltaica.

A resistência do ISO baixo (ou seja, alta resistência) é eliminar a força da luz irregular da ativação de sensores de luz adjacentes (que podem causar ruído).

Quando você aumenta o ISO, é algo como diminuir esse potencial e, portanto, permite que a luz mais baixa ative um sinal aceitável. O que acontece é que, quando um pacote forte de fótons atinge o sensor, ele ilumina e também aciona os sensores ao redor, introduzindo ruído.

O ruído é visível nas fotos com baixa exposição à luz, mas, em vez disso, resulta em superexposição nas fotos com alta exposição à luz (devido a muitas fontes adjacentes se acendendo ... Pense em fortes chuvas na superfície da água da piscina versus algumas gotas aqui e ali. diga onde as ondulações estão se formando sob chuva forte, mas são bastante óbvias sob chuva fraca).

Portanto, ISO é um atributo físico, não uma amplificação digital ou outros enfeites. Com ISO baixo, a luz nem é captada como sinal. Em ISO alto, os sensores ao redor captam fontes de luz desnecessariamente fortes.

Por esse motivo, é melhor definir o ISO da maneira correta para captar pacotes fracos de luz, mas não alto o suficiente para que os sensores ao redor captem o mesmo pacote de luz

Em outras palavras, por que não manter o ISO em 100 e ajustar a exposição mais tarde (além das visualizações na câmera)?

Simplesmente - porque você não tem luzes suficientes. Quando você tem luzes suficientes, é uma boa escolha manter a iso em 100. Mas, quando você tem menos luzes, você tem três opções para manter a exposição correta: 1. Você pode alterar a velocidade do obturador para um valor que ainda esteja ok; 2. Você pode alterar a abertura e, frequentemente, 3. Você deve alterar o valor ISO.

Portanto, é necessário alterar o valor ISO quando você não tem iluminação suficiente.

Em outras palavras, por que não manter o ISO em 100 e ajustar a exposição mais tarde (além das visualizações na câmera)?

1. O efeito depende da implementação em sua câmera específica. Algumas câmeras implementam ganho analógico (de várias proporções) antes que o sinal seja digitalizado, outras não. Você pode fotografar um conjunto de exposições em vários ISO, depois observar o nível de ruído e determinar o que é melhor para o seu modelo de câmera específico. Alguns detalhes aqui . Parece que as novas câmeras de ponta são frequentemente projetadas como isentas de ISO.

2. Filmar tudo com ISO base e subexposição em vez de usar ISO mais alto na câmera é uma dor para revisar as imagens. A capacidade de ver minhas imagens logo após a exposição é um dos benefícios mais importantes das câmeras digitais em comparação com o filme. Minha câmera pode obter resultados marginalmente melhores se fotografada com ISO 100 e "empurrada" no editor, mas o benefício da visualização adequada é mais importante para mim do que um pouco de ruído.